Частотные составляющие

Анализ последних уравнений показывает, что при прочих равных условиях частотные погрешности будут максимальны для коэффициентов преобразования, близких к 0,2 и 0,8, а при коэффициенте преобразования, равном 0,5, они будут минимальны. Это объясняется примерным равенством эквивалентных емкостей, нагружающих верхнюю и нижнюю части обмотки при йуном = 0,5, и отличием этих емкостей при других коэффициентах преобразования.

Частотные погрешности приборов, как было показано в гл. 13, могут быть следствием ограничения рабочего диапазона как в области низких частот («снизу»), так и в области верхних частот («сверху»). Источниками частотных погрешностей, ограничивающими рабочий диапазон прибора «сверху», являются инерция ме-

Частотные погрешности обусловлены изменением индуктивных сопротивлений обмоток и магнитных потоков тахогенератора при колебаниях частоты питающего напряжения. Единственный способ их устранения — стабилизация частоты.

в 2%. Частота в системах поддерживается достаточно жестко. Поэтому рассматриваемы]! недостаток несуществен. При установке же таких реле на защитах всей сети частотные погрешности вообще не должны учитываться.

* Таким образом, частотные погрешности дифференцирующего преобразователя, используемого по своему прямому назначению — дифференцированию, совершенно аналогичны таковым для интегрирующего преобразователя, работающего в качестве безынерционного, и наоборот

Использование усилителей в средствах измерений позволяет на несколько порядков повысить их чувствительность, снизить температурные и частотные погрешности, а также достичь ничтожного потреб--ления энергии от цепи, в которой производится измерение. Это потреб-5 Зак. 681 129

При эксплуатации индукционных преобразователей следует принимать во внимание частотные погрешности, возникающие в результате наличия индуктивности обмотки преобразователя.

Для уменьшения погрешности в Н, необходимо, чтобы <2се>г < < i]Wv Для уменьшения погрешности в Bt следует измерительную обмотку на образце выполнять возможно тщательней, добиваясь равномерного распределения витков по окружности кольца. Между телом образца и этой обмоткой должен быть минимальный зазор, чтобы практически исключить поправку на поток в зазоре. Постоянная вре-МеШ! Интегрирующей цепи О должна быть значительно больше 1/(2я/), где / — частота тока. Ввиду того, что сигналы, получаемые от падения напряжения на г0 и в измерительной обмотке, часто недостаточны по значению, приходится в каналы осциллографа включать усилители, вследствие чего возникают фазовые и частотные погрешности. 402

Частотные погрешности обусловлены изменением индуктивных сопротивлений обмоток и магнитных потоков тахогенератора при колебаниях частоты питающего напряжения. Единственный способ их устранения — стабилизация частоты.

Высшие гармоники тока и напряжения влияют на показания электроизмерительных приборов. В практике эксплуатации существенное значение имеет увеличение погрешностей индукционных счетчиков активной и реактивной энергий. В большинстве случаев ее значение при несинусоидальном напряжении может достигать 10%. Высшие гармоники тока и напряжения существенно увеличивают погрешности активных и реактивных счетчиков индукционного типа. При этом счетчики имеют большие отрицательные частотные погрешности, что ведет к недоучету расхода электроэнергии.

Однако напряжение С8, являясь функцией угла 8, при 8 = const увеличивается или уменьшается при снижении или повышении частоты соответственно, поскольку при этом удлиняются или сокращаются интервалы времени несовпадения по знаку мгновенных напряжений Ux и U2. Изменения напряжения f/s в зависимости от частоты и есть частотные погрешности измерительного преобразования угла сдвига фаз. Их компенсация достигается дискретными изменениями сопротивления балластных резисторов R5 на выходе ЦАП1 (входе усилителя DAU), производимыми разрядными выходами счетчика DC2, управляющими ключами, например SA4, SA5 (в схеме ./V ключей), закорачивающими соответствующие резисторы /?6. Двоичный выходной код счетчика DC2 отображает длительность периода Тг, поскольку на его вход С через ключ SA3 поступают счетные импульсы именно в течение времени Ту. управляющий импульс Uoi устанавливает счетчик в исходное положение, а управляющий импульс f/Tl, закрывая ключ SA3 и поступая на вход Е регистра счетчика DC2, обеспечивает воздействие на ключи SA4—SAN. Например, при возрастании частоты сопротивление уменьшается, снижая напряжение на входе усилителя DAU и напряжение t/g на его выходе.

В результате первого преобразования Фурье ( 4.18) частотные составляющие входного сигнала отображаются в виде временной последовательности (временной выходной сигнал пропорционален преобразованию Фурье или частотному спектру входного временного сигнала). Основные элементы устройства выполнены в виде фильтров на ПАВ ( 4.18). В результате дискретного преобразования Фурье (входной сигнал кусочно преобразуется во временной) возможна адаптивная фильтрация, заключающаяся в стробирова-нии преобразованного сигнала. Далее обработанный таким образом сигнал можно подвергнуть обратному преобразованию (второму преобразованию Фурье) и тем

Рассмотрим метод разделения сигналов яркости и цветности с малыми взаимными (перекрестными) помехами. Так как частотные составляющие этих сигналов перемежаются (см. 3.14), разделение теоретически можно произвести с помощью двух гребенчатых фильтров, у которых максимумы и минимумы АЧХ сдвинуты на f ст /2. Однако с точки зрения практической реализации на LC-элементах этот способ, требующий довольно сложных и громоздких фильтров (с почти 400 максимумами в одном и 200 — в другом фильтре), нереализуем. Тем не менее были найдены устройства, частотная характеристика которых эквивалентна АЧХ гребенчатого фильтра ( 3.24, а).

спектральные составляющие, кратные частоте строк, т. е. сигнал яркости, а второй (в точке D) — кратные нечетным гармоникам полустрочной частоты, т. е. сигнал цветности (при т3 = Гстр). Комплексный коэффициент передачи участка схемы от А до С, равный сумме коэффициентов передачи прямого и задерживающего каналов, имеет вид ?с(/ш) = kY(jт3) = 1 + cos оот3 + + / sin шт3= 1 + a -f- jb, где fey(/(o)—коэффициент передачи схемы, выделяющей сигнал яркости. Тогда его модуль, или АЧХ, будет равен /гс(ш)=д/(1 + а)2 + b2 — 2cos шт.,/21 ( 3,24,6, на котором штриховыми линиями показаны частотные составляющие сигнала яркости, кратные гармоникам частоты строк). Согласно этому выражению, коэффициент передачи fec((o) = fey(u)) имеет максимальное значение, равное 2, на частотах 2л/Г„р/2 = лл, т. е. f = «fCTp, и минимальное значение fcc(co) = 0 — на частотах 2я,/Гстр/2 = (2п + + 1)д/2, т. е. f = (2n + l)fCTp/2.

— /Sin 10X3=1—а — }Ъ и его модуль: ?д(о>)=д/(1—а)2 + /?2 = = 2 sin шт,/2 ( 3.'24, в, на котором штриховыми линиями показаны частотные составляющие сигнала цветности, кратные нечетным гармоникам полустрочной частоты). Из полученного выражения следует, что А>0(со) имеет максимальное значение, равное 2, на частотах, на которых /гс(о>) = 0, и минимальное /г0(о)) = 0 — на частотах, на которых /гс(со) = 2. *

спектра полного сигнала с помощью полосового фильтра ВЧ составляющие СЯ создадут недопустимый уровень помех для СЦ. Для поддержания указанного соотношения сигнал U'Y поступает через режекторный фильтр (РФ), ослабляющий частотные составляющие вокруг частоты 4,3 МГц (примерно середина спектра СЦ), на сумматор С1 (см. 3.28). На второй вход С1 подаются выделенные полосовым фильтром ПФ1 и прошедшие двусторонний амплитудный ограничитель АО1 ВЧ составляющие СЯ. В АО1 ограничиваются составляющие СЯ, превышающие уровень примерно 0,1 В (при размахе СЯ от белого до черного 0,7 В).

В отсутствие перемодуляции спектр амплитудно-мо-дулированного сигнала состоит из несущего колебания и перенесенного на <о0 спектра сообщения тс(0- При значительной перемодуляции в спектре сигнала появляются дополнительные частотные составляющие. Тогда спектры боковых полос уже не повторяют спектр тс (t) , ? ширина спектра модулированного сигнала превосходит ширину спектра сообщения.

частотные составляющие погрешности такого СИ могут даже накапливаться, поскольку в блоке ВУ осуществляется много операций вычитания, а дисперсия разности некоррелированных величин равна сумме дисперсий слагаемых. Поэтому способ итераций находи" применение для уменьшения коррелированной составляющей погрешности тех СИ, в которых периодическое отключение входной величины и обратное преобразование выходной не вызывает трудностей. Но даже в этом случае в точных СИ может стать существенной погрешность дискретизации, которую необходимо оценивать и учитывать при использовании итеративной коррекции.

Появление новых гармонических компонент на выходе нелинейного элемента объясняется тем, что при воздействии на него синусоидального напряжения возникающий ток будет несинусоидальным, а следовательно, содержащим кроме основной частоты (она всегда будет присутствовать) ряд высших гармоник. Новые частотные составляющие и их амплитуды определяются формой вольт-амперной характеристики нелинейного элемента. На практике вольт-амперную характеристи-

Существенно отметить, что при подаче на любую линейную цепь синусоидального напряжения может происходить изменение его амплитуды и фазы, но форма напряжения сохраняется. При подаче несинусоидального, в частности импульсного, напряжения его форма, как правило, изменяется. Это объясняется тем, что имеющиеся в данном напряжении частотные составляющие изменяются цепью неодинаково. Изменение формы импульсного напряжения и используют в цепях формирования для получения импульсов заданных формы, амплитуды и длительности из имеющегося импульсного или амплитудного напряжения.

Анализ спектра сигналов в реальном времени осуществляется дисперсионно-временным методом. Дисперсией называется зависимость фазовой скорости распространения электромагнитной волны от ее частоты. Фазовая скорость ^Ф = °>/р, где р =• 2п/Х. Дисперсионно-временной анализ осуществляется с помощью дисперсионной линии задержки, в которой разные частотные составляющие распространяются с разными скоростями и потому на выходе линии последовательно появляются составляющие спектра со сдвигом во времени. Огибающая этих составляющих соответствует модулю спектра сигнала, поданного на вход. На основе дисперсионно-временного метода созданы анализаторы спектра, с помощью которых можно исследовать

Простейшая структурная схема дисперсионного анализатора спектра ( 6-7)состоит из смесителя См, на который подается исследуемый сигнал ис и сигнал качающейся частоты от ГК.Ч. Выходной сигнал с.месителя усиливается широкополосным усилителем: ШУПЧ промежуточной частоты и поступает на дисперсионную линию задержки ДЛЗ. На выходе ДЛЗ появляются частотные составляющие исследуемого импульса, которые поступают в канал Y осциллографического индикатора. В канал X для развертки луча по горизонтали подается пилообразное напряжение от генератора развертки, которое одновременно и синхронно модулирует частоту ГКЧ. Благодаря этому горизонтальная линия развертки является осью частот.